温度激活扩散沉积中从致密到多孔薄膜的过渡

我们研究了一个具有吸附粒子温度激活扩散的薄膜生长模型，允许悬垂和孔隙的形成，但不允许吸附原子或团簇从沉积物上脱离。在一维基底上进行了模拟，针对具有单键的吸附原子的扩散-沉积比R以及每个额外最近邻(NN)的脱离概率epsilon的多个值，其激活能分别为Es和Eb。如果R和epsilon独立变化，低孔隙率和高孔隙率区域在 0.075 < epsilon_c < 0.09 处分隔，该点以下孔隙率极小，而较大的epsilon下具有有限孔隙率。或者，对于固定的Es和Eb并改变温度，孔隙率在Tc处有一个最小值，且在该点之上观察到一个随温度升高而增加的非平凡区域。这与吸附原子的大迁移率有关，类似于平衡表面粗化特征。在该高温区域，由于非脱附条件，沉积物具有临界渗流团簇的结构。孔隙是由相应渗流骨架的团块包围的区域，因此孔径s的分布预计标度为 s^{-tau}，其中 tau ~ 1.45，与数值估计合理吻合。沉积物外界面的粗化表明在转变以下遵循Villain-Lai-Das Sarma标度。在转变以上，粗糙度指数 alpha ~ 0.35 通过关系 alpha = 2-d_B 与渗流骨架结构一致，其中 d_B 是骨架分形维数。